7.4. Досмотровые флюороскопы

Флюороскопический рентгеновский контроль основан на свойствах невидимых рентгеновских лучей вызывать свечение некоторых веществ (люминофоров) в видимом человеческим глазом ди­апазоне электромагнитных волн.

В установках флюороскопического типа каждый квант рентгеновского излучения, попадая на экран, покрытый специальным веществом - люминофором, порождает квант света. Чем больше энергия рентге­новских квантов попадающих на некоторую область экрана, тем ярче свечение этой области.

Принцип работы флюороскопической установки можно пояснить следующим образом.

Излучение от источника рентгеновских лучей проходит через контролируемый (просвечиваемый) объект и попадает на флуоресцент­ный экран (рис. 7.8). Прошедшее через объект рентгеновское излуче­ние на нем преобразуется в световой рельеф (так называемое «тене­вое изображение»). Интенсивность свечения участков экрана зависит от плотности вещества в соответствующей части просвечиваемого объекта. Чем плотнее вещество (больше его атомный вес), тем мень­ше энергии рентгеновского излучения попадает на экран и, соответ­ственно, происходит менее интенсивное свечение экрана. Таким об­разом, происходит формирование картинки, которая зависит от степе­ни проницаемости для рентгеновских лучей отдельных участков объекта контроля. Полученное теневое изображение через защитное стекло визуально наблюдается оператором.

Следует иметь в виду, что размеры полученного изображения отличаются от реальных размеров контролируемого объекта, так как те­невая картинка представляет собой его проекцию на экран (это хоро­шо видно на рис. 7.8). Фактически получаемая картинка дает увели­ченное изображение объекта контроля. Коэффициент увеличения мож­но определить по формуле К = L/D , где D и L - расстояние от источни­ка излучения до объекта и экрана соответственно.

Одним из самых важных параметров рентгеновских досмотровых установок является их чувствительность, определяемая в мировой практике как размеры уверенного обнаружения на экране специально­го тест-объекта в виде эталонной медной проволочки определенного диаметра.

Чувствительность флюороскопов определяется в основном двумя параметрами - интенсивностью излучения и эффективностью его регистрации, которое зависит от толщины и плотности контролируемо­го объекта. Флюуоресцирующее вещество, которым покрывают экран, должно хорошо поглощать рентгеновские лучи и давать высокий энер­гетический уровень светового излучения. В этом смысле эффективным является покрытие из смеси сульфида цинка с сульфидом цинка. К тому же такое покрытие дает желто-зеленое свечение, к которому наиболее чувствителен глаз человека.

Чтобы обеспечить высокую яркость свечения экрана, требуется рентгеновский источник с достаточно высокой энергией излучения, что не только оказывает существенное влияние на объект контроля, но и требует применения высокоэффективных средств защиты оператора и окружения от прямого и рассеянного рентгеновского излучения. Это, в свою очередь, влечет за собой существенное увеличение весогабаритных параметров установки, практически выполнить которые приме­нительно к таможенному контролю багажа и ручной клади не пред­ставляется возможным. Поэтому реально флюороскопический контроль проводится при сравнительно низких яркостях свечения.

Существующие экраны требуют длительной адаптации зрения и применения светозащитных тубусов. Отказаться от светозащитных приспособлений позволяют электронно-оптические системы, обеспечивающие усиление яркости видимого изображения. В таких установ­ках могут применяться компьютеры для обработки изображений, а сами теневые картинки показываются на дисплее компьютера.

Флюороскопические установки с применением телевизионных устройств, в свою очередь, подразделяются на установки, работающие с источником излучения в непрерывном и импульсном режимах. Импуль­сные установки создают кратковременные импульсы рентгеновских лучей, достаточных для запоминания «теневого» изображения в блоке памяти, причем просмотр изображения производится уже после воз­действия излучения. Они наиболее безопасны в эксплуатации.

Рассмотрим конструкцию и характеристики одной из отечественных установок флюороскопического типа на примере установки «Короб-А», предназначенной для рентгеновского контроля багажа пасса­жиров (рис. 7.9).

Установка предназначена для эксплуатации в условиях закрытых помещений в интервале температур от плюс 5 до плюс 35 С и относительной влажности воздуха 90 % при 35 С.

В нижней части она имеет тележку (1) с колесами, что позволяет совершать перемещения. Рентгеновский генератор находится в защитном кожухе (2) напротив флюоресцентного экрана с тубусом (3). В сред­ней части находится бункер (4) с двигающимся кожухом. В бункере находится поворотный столик, на который помещается контролируе­мый объект. Слева и справа от панели управления (5) расположены два штурвала (6), с помощью которых можно поворачивать столик и изменять положение объекта контроля относительно рентгеновских лучей. Бункер и рентгеновский генератор со всех сторон закрыты свин­цовыми листами. Перед тубусом установлен специальный защитный экран.

Установка рассчитана на питание от однофазной сети напряжением (220±22) В частотой (50+1) Гц.

Потребляемая мощность - не более 2,0 кВА.

Габаритные размеры установки - не более 900x1900x1800 мм.

Масса установки - не более 450 кг.

Размер флюороскопического экрана - не менее 600x600 мм. Время открывания или закрывания бункера - не более 8 с. Электронно-механические средства управления работой установ­ки «Короб-А» обеспечивают:

1. готовность к работе после включения напряжения питания за время не более 3 мин;

2. регулирование анодного напряжения в диапазоне 40-140 кВ с погрешностью ± 10%;

3. регулирование анодного тока в пределах от (0,3 ± 0,2) до (4,0 ± 0,5) мА;

4. цифровую индикацию установленного значения анодного напряжения и тока рентгеновской трубки во время проведения просвечивания багажа и в режиме тренировки;

5. световую индикацию:

• включения высокого напряжения,

- готовности установки к проведению просвечивания,

• закрытия бункера,

• режима тренировки;

6. защиту от включения высокого напряжения при открытом бункере;

7. поворот вручную груза массой до 30 кг вокруг вертикальной оси с усилием поворота рукоятки не более 40 Н на угол 360°.

«Короб-А» обеспечивает визуальное наблюдение следующих объектов:

1. одиночного медного провода диаметром 0,1 мм и длиной не менее 200 мм,

2. стальной полосы толщиной 0,2 мм и шириной 10 мм за стальной преградой толщиной 4 мм,

3. не менее 20 градаций яркости ступенчатого алюминиевого клина толщиной 20 мм.